Isòtops de l'urani
L'urani (U) natural no presenta cap isòtop estable però té dos isòtops primordials, l'238U amb un període de semidesintegració de 4,51 x 10⁹ anys (pràcticament l'edat de la Terra i l'235U amb un període de semidesintegració de 7,13 x 108 anys i que es troben en quantitats apreciables en l'escorça terrestre, juntament amb el producte de desintegració 234U, tots tres radioactius. L'238U té una abundància natural del 99,28%, l'235U del 0,71% i l'234U del 0,0054%.[1]
L'238U és un emissor α, desintegrant-se en la sèrie de l'urani de 18 membres a plom 206[2] La relació constant de desintegració en aquestes sèries són útils en datació radiomètrica. L'233U es fa del 232To per bombardeig de neutrons.
L235U és important tant per les reaccions nuclears com per a les armes nuclears, ja que és l'únic isòtop existent a la natura que és físsil, és a dir, que es pot trencar per neutrons tèrmics.[2] L'isòtop 238U també és important perquè absorbeix neutrons per produir un isòtop radioactiu que es desintegra posteriorment en 239Pu que també és físsil.
La massa atòmica mitjana de l'urani natural és 238,02891(3) u.
Històricament els isòtops d'urani es coneixien com:
- urani II, 234U
- actino-urani, 235U
- urani I, 238U
Taula
modifica| Símbol del núclid |
Z(p) | N(n) | massa isotòpica(u) |
període de semidesintegració |
Espín nuclear |
composició isotòpics representativa (fracció molar) |
rang de variació natural (fracció molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| energia d'excitació | |||||||
| 217U | 92 | 125 | 217.02437(9) | 26(14) ms [16(+21-6) ms] | 1/2-# | ||
| 218U | 92 | 126 | 218.02354(3) | 6(5) ms | 0+ | ||
| 219U | 92 | 127 | 219.02492(6) | 55(25) µs [42(+34-13) µs] | 9/2+# | ||
| 220U | 92 | 128 | 220.02472(22)# | 60# ns | 0+ | ||
| 221U | 92 | 129 | 221.02640(11)# | 700# ns | 9/2+# | ||
| 222U | 92 | 130 | 222.02609(11)# | 1.4(7) µs [1.0(+10-4) µs] | 0+ | ||
| 223U | 92 | 131 | 223.02774(8) | 21(8) µs [18(+10-5) µs] | 7/2+# | ||
| 224U | 92 | 132 | 224.027605(27) | 940(270) µs | 0+ | ||
| 225U | 92 | 133 | 225.02939# | 61(4) ms | (5/2+)# | ||
| 226U | 92 | 134 | 226.029339(14) | 269(6) ms | 0+ | ||
| 227U | 92 | 135 | 227.031156(18) | 1.1(1) min | (3/2+) | ||
| 228U | 92 | 136 | 228.031374(16) | 9.1(2) min | 0+ | ||
| 229U | 92 | 137 | 229.033506(6) | 58(3) min | (3/2+) | ||
| 230U | 92 | 138 | 230.033940(5) | 20.8 d | 0+ | ||
| 231U | 92 | 139 | 231.036294(3) | 4.2(1) d | (5/2)(+#) | ||
| 232U | 92 | 140 | 232.0371562(24) | 68.9(4) y | 0+ | ||
| 233U | 92 | 141 | 233.0396352(29) | 1.592(2)×10⁵ y | 5/2+ | ||
| 234U | 92 | 142 | 234.0409521(20) | 2.455(6)×10⁵ y | 0+ | [0.000054(5)] | 0.000050-0.000059 |
| 234mU | 1421.32(10) keV | 33.5(20) µs | 6- | ||||
| 235U | 92 | 143 | 235.0439299(20) | 7.04(1)×108 y | 7/2- | [0.007204(6)] | 0.007198-0.007207 |
| 235mU | 0.0765(4) keV | ~26 min | 1/2+ | ||||
| 236U | 92 | 144 | 236.045568(2) | 2.342(3)×107 y | 0+ | ||
| 236m1U | 1052.89(19) keV | 100(4) ns | (4)- | ||||
| 236m2U | 2750(10) keV | 120(2) ns | (0+) | ||||
| 237U | 92 | 145 | 237.0487302(20) | 6.75(1) d | 1/2+ | ||
| 238U | 92 | 146 | 238.0507882(20) | 4.468(3)×10⁹ y | 0+ | [0.992742(10)] | 0.992739-0.992752 |
| 238mU | 2557.9(5) keV | 280(6) ns | 0+ | ||||
| 239U | 92 | 147 | 239.0542933(21) | 23.45(2) min | 5/2+ | ||
| 239m1U | 20(20)# keV | >250 ns | (5/2+) | ||||
| 239m2U | 133.7990(10) keV | 780(40) ns | 1/2+ | ||||
| 240U | 92 | 148 | 240.056592(6) | 14.1(1) h | 0+ | ||
| 241U | 92 | 149 | 241.06033(32)# | 5# min | 7/2+# | ||
| 242U | 92 | 150 | 242.06293(22)# | 16.8(5) min | 0+ | ||
Notes
modifica- La composició isotòpica avaluada és per la majoria però no pas per a totes les mostres comercials.
- La precisió de l'abundància dels isòtops i la massa atòmica està limitada per les variacions. Els espectres mostrats haurien de ser aplicables a qualsevol material terrestre normal.
- Es coneixen mostres geològicament excepcionals en les que la composició es troba per sota d'aquests valors. La incertesa de la massa atòmica pot excedir els valors en aquells casos.
- Els materials disponibles comercialment poden estar subjectes a fraccionament isotòpic inadvertit. Poden produir-se desviacions substancials de la massa i la composició donada.
- Els valors marcats amb # no estan derivats únicament de dades experimentals, sinó que en part es basen en tendències sistemàtiques. Els espins amb arguments d'assignació febles es troben entre parèntesis.
- Les incerteses es troben en forma concisa entre parèntesis després dels últims dígits corresponents. Els valors d'incertesa indiquen una desviació estàndard, tret de la composició isotòpica i la massa atòmica estàndard de la IUPAC, que utilitzen incerteses expandides.
Referències
modifica- Masses isotòpiques de l'Ame2003 Atomic Mass Evaluation Arxivat 2008-09-23 a Wayback Machine. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
- Composicions isotòpiques i masses atòmiques estàndard de Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) Arxivat 2008-03-05 a Wayback Machine..
- Semivida, espín i dades d'isomers triades d'aquestes fonts:
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
| Index de pàgines d'isòtops · Taula de núclids | ||
| Isòtop més lleuger | Isòtop actual | Isòtop més pesant |
| Isòtops del protoactini | Isòtops de l'urani | Isòtops del neptuni |